物理前沿研究十大方向介绍如下：
一、量子信息与量子计算
量子信息与量子计算 是当代物理学的研究前沿，被誉为21世纪物理的基石和重要的核心领域。量子信息与量子计算，属于将量子特性和计算整合的一项有机统一的新的学科，它的研究着重于利用量子现象作为现代计算功能的基础，探索量子特性为计算带来的新的可能性，以实现新的高速，低耗能计算机性能与操作功能，从而彻底改变计算与信息处理机制。
目前，该领域正在努力构建以量子上下文为基础的全新计算机结构，以及量子算法和量子模拟，以解决具有挑战性的计算难题。
二、量子调控和量子传感
量子现象在实验室可以直接控制，建立“量子的实验室模拟”，丰富了量子力学的研究领域。量子调控将量子态的可编程性作为计算组件的核心，致力于建立一个完整的低复杂度量子态处理模型和技术，以满足复杂多阶段计算任务的需求，以加速计算过程。
此外，量子调控和量子传感也在研究中发挥着重要的作用，将量子调控的有效性和准确性作为未来积极的信息和通信行业的基石，对现实生活的发展起着显著的影响力，也为数字化的未来信息安全生态的科学服务。
三、量子物质结构
量子物质是一种最基本的物质，它可以表示某种物质的最基本结构。该领域致力于研究如何使用量子物质结构来表示物质性质真正的物理现象，例如强极化和电导性，而多尺度过程和相关力学量子模拟方法将有助于实现量子科学研究与应用实践之间的有效衔接，以更快速，更准确地描述和估计发现新物质性质的实验方案。
四、量子液体
量子液体是由原子构成的，处于低温的生物系统，具有温度可控性等过渡态的等特性。而实现量子液体的关键步骤是实现低温量子液体的稳定，这一研究领域目前在努力探索量子效应如何被稳定，以及它能够构成复杂的结构等量子话题，以期望达到超材料、可控制调节光子结构等领域的实用应用，在应用有理性材料发展上起着重要的作用。
五、量子仿真
量子仿真是为了使对复杂粒子系统的编程仿真更准确、更全面的实践，以模拟这些系统的行为，掌握系统的分子运动规律。 量子仿真基本包含分子力场模型，算法以及编程相关内容。其基本原理是根据原子或分子外场影响，以量子物理、分子力学、分子吸收谱等等描述这些物质的属性，对这些物质进行精确和可行的仿真，从而可以提供准确，实验可靠性高的模拟数据。
六、量子光学
量子光学是一个模块化的技术，其目标是模拟量子物理效果，使激光表象实现基于量子的数学计算或量子编程的应用。量子投射相位，可以用来实现量子力学过程，而构建复杂的量子信息处理系统，可以让一个量子信道模拟一个量子态，量子信息可以在量子信道中传输，这样可以大幅度提高量子信息处理速度和量子应用的先进性，为相关的算法和研究提供了强大的基础。
七、可控子态
可控子态是对原子系统做出特定操作，以获得期待的更复杂子态的前沿研究。氖原子的可控子态的建立一方面是基于原子极性的调控，例如哈密顿量子组合，另一方面也依赖于与外界的输入，如外加电场和外加激光。
可控子态可以应用于量子信息与量子计算，并为复杂系统操作提供了直观的模型，例如多粒子及多自旋有效模型，量子突变检测技术，量子编码器等等，可为实现诸如量子纠缠操作，量子力学模拟等相关任务提供一种强大的基础。
八、量子物体激发
量子物体激发是物理过程中，利用量子效应将能量注入晶体或固体物质结构之中，使其振动或转动等现象，从而驱动各种新的物理现象发生或模拟出复杂物理现象的实验领域。目前，这一领域正专注于开发新的调控性能技术，以实现强定坐核以及牵引量子态之间的响应，它可以模拟及调控材料的新性质进行检测及应用，加速物理量子研究的进程，为新材料的发掘和应用提供新的支持。
九、量子重迭
量子重迭是一个新概念，它有助于解决弱量子力不可观测的问题，也称为量子重投射，它可以让观测者同时观测到小型的量子系统的特定量子态，并有助于精准测量。目前研究者正在研究如何利用量子重迭技术检测量子空间中元素以及分子间的弱相互作用，对应现实生活中的重要问题，比如量子分子组装，以实现低温化学过程，以及量子振动激发量子态及科学新原子物质的探索研究。
十、量子变幻性
量子变幻性是指具有量子现象的异常变化结构的一种特殊物理表现，它通过研究物质的生命周期，深入探究其原子多重态对物性状态变化的规律，量子变换性是研究多子系统不可破坏性状态变化的重要方法，其研究可能会促进量子效应在新材料及新能源上的应用。